JPS6228427B2 - - Google Patents

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JPS6228427B2
JPS6228427B2 JP1786579A JP1786579A JPS6228427B2 JP S6228427 B2 JPS6228427 B2 JP S6228427B2 JP 1786579 A JP1786579 A JP 1786579A JP 1786579 A JP1786579 A JP 1786579A JP S6228427 B2 JPS6228427 B2 JP S6228427B2
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JP
Japan
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antenna
circuit
sample
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tracking
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JP1786579A
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JPS55110969A (en
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Chuji Tokunaga
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/38Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of real or effective orientation of directivity characteristic of an antenna or an antenna system to give a desired condition of signal derived from that antenna or antenna system, e.g. to give a maximum or minimum signal
    • G01S3/42Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of real or effective orientation of directivity characteristic of an antenna or an antenna system to give a desired condition of signal derived from that antenna or antenna system, e.g. to give a maximum or minimum signal the desired condition being maintained automatically

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空中線の自動追尾装置に関するもの
である。
従来、空中線を自動的に目標物(例えば人工衛
星)に指向させる自動追尾方式として、ステツプ
トラツク方式やコニカルスキヤン方式等が多く採
用されている。このうち、ステツプトラツク方式
は、空中線を駆動する前の受信レベルとある決め
られたステツプ角度を駆動した後の受信レベルと
を各々記憶しておき、その各々のレベルを比較し
て、その結果空中線を動かした後の受信レベルの
方が増えていれば、更に同じ方向に空中線を1ス
テツプ角度動かし、もし、その後の受信レベルが
減少していれば、次には反対の方向に動かすとい
うような動作を繰返えすことによつて、受信レベ
ルが最大となる方向に空中線を追尾制御するもの
である。この方式によれば、コニカルスキヤン方
式や他の方式に比較して、空中線の実効利得を高
くできるという利点がある。
しかし乍ら、このような従来のステツプトラツ
ク方式を適用した空中線追尾装置は、受信レベル
をサンプリングホールドした信号を、追尾の基本
情報としていることから、受信した際のレベル
が、安定している場合には良好な追尾特性を示す
が、時として受信レベルが変動し、空中線を1ス
テツプ移動した時に得られるべき受信レベル以上
のレベル変動、あるいは雑音等の重畳があると、
追尾に誤動作を生ずる。実際には、フエージン
グ、降雨等の自然現象に禍いされ、受信レベルの
変動や雑音の重畳がさけ得ないことであり、その
為に追尾の誤動作も、またさけられないという欠
点があつた。
本発明の目的は、上記の欠陥を除去し、受信レ
ベルの変動や雑音の重畳によるも、空中線の追尾
制御に誤動作を生ぜしめないようにした空中線自
動追尾装置を提供するにある。
本発明によれば、空中線からの受信信号を整流
する整流回路と、該整流回路の出力をサンプルホ
ールドするサンプルホールド回路とを含み、前記
空中線の1ステツプ駆動前後における前記サンプ
ルホールド回路の出力を比較することによつて、
前記空中線の向きを目標の方向に制御する空中線
自動追尾装置において、前記空中線からの分岐さ
れた受信信号を整流する前記整流回路の時定数よ
りも大きい時定数をもつ第2の整流回路と、該第
2の整流回路の出力をサンプルホールする第2の
サンプルホールド回路と、前記空中線からの更に
分岐された受信信号を整流する前記第2の整流回
路の時定数よりも大きい時定数をもつ第3の整流
回路と、該第3の整流回路の出力をサンプルホー
ルドする第3のサンプルホールド回路とを備え、
前記第2のサンプルホールド回路の出力と前記第
3のサンプルホールド回路の出力とを比較し、そ
の差電圧の大きさを判断することによつて、前記
空中線の追尾動作の間隔を制御し、あるいは、追
尾動作の停止を制御するようにしたことを特徴と
する空中線自動追尾装置が得られる。
次に、本発明との比較を容易にするために、本
発明の説明に先立つて、まず、空中線自動追尾装
置の従来例につき、第1図のブロツク図を参照し
て説明する。図において、例えば、人工衛星から
の到来電波は空中線1で受信され、高周波増巾器
2で増巾された後、検波器3に加えられる。検波
器3で検波された出力は整流回路23によつて整
流され、直流電圧として、サンプルホールド回路
4および5に送られる。空中線が1ステツプ(あ
る決つた角度)駆動される前と、駆動された後の
2つの受信レベルは、サンプルホールド回路4お
よび5によつてそれぞれ記憶され、比較回路6
で、どちらのレベルが大きいかが比較される。そ
れから、比較回路6の比較出力は方向判別回路7
においてその結果が記憶されたのち、空中線を駆
動すべき方向のパルスを出力する。この出力は、
方位・仰角切替回路8によつて方位および仰角の
該当する方に切替えられて、それぞれ方位および
仰角用の誤差電圧復調回路10および11に与え
られる。サンプルホールド回路4,5、及び方向
判別回路7は、タイミングパルス発生回路9から
出力されるタイミングパルスによつて、次のよう
に制御される。即ち、先ず空中線が1ステツプ駆
動する前の信号をサンプルホールド回路4に記憶
させ、1ステツプ駆動した後の信号をサンプルホ
ールド回路5に記憶させる。その後に、空中線を
再び1ステツプ駆動した後の信号は、新たに再び
サンプルホールド回路4に記憶させる。かくし
て、交互に入力する空中線駆動の前後情報は、同
期のとれたタイミングパルスの制御により、方向
判別回路7において判別され、正しい空中線駆動
の方向が決定される。尚、サンプルホールド回路
4,5、比較回路6、方向判別回路7、方位・仰
角切替回路8及びタイミングパルス発生回路9を
まとめて、ステツプトラツク回路22という。
一般に、上記のごとき機能のほかに、空中線が
風圧等の影響を受けても追尾誤差を少なくする為
に、位置ループをもつている。この位置ループ
は、方位および仰角用の角度検出器12,13お
よび誤差電圧復調回路10,11、位置補償増巾
回路14,15、駆動増巾回路16,17、駆動
用モータ18,19及び減速機20,21によつ
て構成されている。角度検出器12,13は空中
線の方位軸及び仰角軸の機械的角度を電気情報に
変換する。その電気情報は誤差電圧復調回路1
0,11によつてそれぞれ復調され、ステツプト
ラツク回路22から与えられるパルスをうけて、
パルスの数に比例した方位および仰角における角
度誤差電圧を出力する。出力された角度誤差電圧
は、それぞれ位置補償増巾回路14,15によつ
て振巾と位相が補償増巾され、駆動増巾回路1
6,17によりそれぞれ電力増巾されて、モータ
18,19を駆動する。モータは、誤差電圧復調
回路10,11から出力される方位および仰角の
角度誤差電圧がそれぞれ零になるように空中線1
を駆動制御する。
次に、上記のごとく構成された空中線追尾装置
の追尾動作について、整流回路23の出力Aの動
作波形を示す第2図a〜cを参照して更に詳細に
説明しよう。ここでは静止衛星を追尾する場合を
例にとつており、従つて、通常は連続追尾の必要
なく、例えば、30分とか60分間隔で自動的に追尾
のための制御が行なわれる。第2図aは衛星位置
のずれによる雑音がない場合の理想的な制御の状
態を示している。時刻t0からt1まで追尾動作な
く、衛星位置のずれがレベル変化として表わさ
れ、t1で追尾動作が開始され、t2まで方位軸に
a1,a2,a3,a4の2往復、仰角軸方向にはt3からt4
までe1,e2,e3,e4の2往復の追尾動作をなし、
t4で追尾動作を終えている。以後、時刻t5及びt6
でそれぞれ追尾動作が開始されていることを示し
ている。同図bはaの理想状態に雑音が重畳され
ている様子を示している。しかし、このように追
尾動作で得られるレベル変化より小さな雑音であ
れば、追尾動作は正常に行われる。ところが、実
際にはさらに大きな雑音が重畳されることが多
い。その大きな雑音の影響を少なくする為には、
整流回路23の時定数を大きくすればよいのであ
るが、空中線の追尾動作の速度から得られるレベ
ル変化の時定数より小さくなければステツプトラ
ツクの意味がないから、整流回路の時定数の選定
には自から限界がある。結果として、このような
大きな雑音が存在する時には、同図cに示すよう
に、追尾制御によるも誤動作が生ずることにな
る。図cでは、t1とt5において方位方向に誤動作
が生じ、t6において正常動作に復帰した様子を示
している。
上記誤動作の生ずる原因について、第3図の動
作図を参照し、次のように説明することができ
る。図の太線は、雑音がない時に得られる出力A
のレベル変動をアンテナ角度に対して示してお
り、破線は重畳された雑音を示している。この図
は、P点においてサンプリングされ、次にQ点で
サンプリングされようとした時、破線に示すよう
にQ点に雑音が重畳されているためにQ′点でサ
ンプリングされてしまい、空中線は、駆動される
べき方向と反対の方向に転回を生じてしまう。従
つて、次は逆方向のR点でサンプリングを行なお
うとするが、このR点にも雑音が生じており、
R′点でサンプリングされてしまい、結局、真の
受信レベルTをつかむことなく、追尾動作が終了
してしまうという様子を示している。また、電力
節減の面からも、追尾動作は連続的に行わず、一
定時間毎に行うため、一担誤つて誤動作した空中
線の位置は少なくも上記一定時間誤まり続けるこ
とになり、はなはだしきは追尾不能におちいるこ
とがある。
次に、本発明による空中線自動追尾装置につい
て、実施例を挙げ、第4図のブロツク図を参照し
て説明する。図において、人工衛星からの到来電
波は、空中線1で受信され、高周波増巾器2で増
巾されたのち、検波器3に加えられる。検波器3
で検波された出力は三分岐されて、そのうち、第
1の出力は、従来回路の場合と同一な時定数をも
つた整流回路23で整流され、出力Aに見られる
ごとく直流電圧としてサンプルホールド回路4,
5に送られる。第2の出力は、整流回路23より
も長い時定数をもつた整流回路24で整流され、
出力Bとしてサンプルホールド回路26に送られ
る。第3の出力は整流回路24よりも長い時定数
をもつた整流回路25で整流されて出力Cとして
サンプルホールド回路27に送られる。いま、整
流回路23の出力Aが第2図cのような状態を示
した場合、整流回路24の出力Bは、第2図dの
実線のように、また、整流回路25の出力Cは第
2図dの破線のように対応した波形となる。サン
プルホールド回路26,27は、タイミング発生
回路9′からの制御によつて、出力BおよびCを
それぞれサンプルホールドする。それらの出力
は、比較判断回路28に加えられ、この比較判断
回路28において、入力電圧の差電圧がk1以下で
あるか、あるいは、k2以下であるかを判定され
る。その結果は、タイミングパルス発生回路9′
にフイードバツクされ、それぞれ追尾動作の間隔
を決定したり、あるいは追尾動作の停止を指示す
る。なお、ステツプトラツク回路29は点線で囲
まれた部分を示しており、これらの機能は、第1
図における従来の回路において述べたと同様に動
作して空中線を制御する。
なお、上記の実施例は、第1図における従来の
回路と同じように、位置ループを使用したステツ
プトラツク方式を適用した例について説明した
が、位置ループによらない他の方法、例えば、特
開昭53―110496号公報に記載されているように、
位置ループの代りに、速度検出を行なつて、その
出力をサンプルホールド回路に加えることにより
制御を安定化し、更に、空中線駆動モータの制御
を切替スイツチで行うように構成された空中線の
駆動方式に対して適用することも可能であること
は言うまでもない。
また、上記の実施例は、受信信号レベルの極大
値を追尾する場合について説明したが、同様なシ
ステムは極小値を自動追尾する場合にも容易に適
用することができる。
以上に述べたように、本発明は、空中線追尾速
度に拘速されない時定数をもつ整流回路と、サン
プリングホールド回路とを別に2組備えることに
よつて、第2図cで示されるような雑音を含む波
形が出力Aとして得られる時にも、第2図dの実
線で示すような整流出力と、更に大きな時定数を
もつた破線で示すような整流出力とを得るように
して、両出力を比較し、ある一定値、たとえばk1
より小さい場合には追尾動作間隔を縮めるように
制御し、また更に低い一定値、例えばk2より小さ
い場合には追尾不可能として警報を出し、自動追
尾を停止させることができる。ここで、k1および
k2の値は、追尾動作間隔によつて判る衛星位置か
ら算出することの可能な、当然考えられる受信レ
ベルの変動に、雑音マージンを加味することによ
つて予め設定される。
以上の説明によつて明らかなように、本発明に
よれば、受信信号のレベル変動や雑音の重畳によ
るも、誤動作を生ぜしめないようにして空中線を
目標に向けて追尾させることができるから、その
信頼性が高められることは勿論、本発明の活用に
よつて、衛星等を介しての通信品質の維持や飛翔
体の制御等に当つて大きく役立てられることを考
えれば、その得られる効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の空中線自動追尾装置の構成例を
示すブロツク図、第2図a〜cは、第1図におけ
る整流回路23の出力Aのそれぞれ入力条件別に
よる動作波形図、第2図dは、第4図における整
流回路24および25のそれぞれ出力BおよびC
のレベル関係を示す動作波形図、第3図は、第1
図における従来例の追尾の誤動作の状態を説明す
る図、第4図は本発明による空中線自動追尾装置
の実施例の構成を示すブロツク図である。なお、
図において、1は空中線、2は高周波増巾器、3
は検波器、4,5,26,27はサンプルホール
ド回路、6は比較回路、7は方向判別回路、8は
方位・仰角切替回路、9,9′はタイミングパル
ス発生回路、10,11は誤差電圧復調回路、1
2,13は角度検出器、14,15は位置増巾回
路、16,17は駆動増巾回路、18,19は駆
動モータ、20,21は減速機、22,29はス
テツプトラツク回路、23,24,25は整流回
路、28は比較判断回路である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 空中線からの受信信号を整流する整流回路
    と、該整流回路の出力をサンプルホールドするサ
    ンプルホールド回路とを含み、前記空中線の1ス
    テツプ駆動前後における前記サンプルホールド回
    路の出力を比較することによつて、前記空中線の
    向きを目標の方向に制御する空中線自動追尾装置
    において、前記空中線からの分岐された受信信号
    を整流する前記整流回路の時定数よりも大きい時
    定数をもつ第2の整流回路と、該第2の整流回路
    の出力をサンプルホールする第2のサンプルホー
    ルド回路と、前記空中線からの更に分岐された受
    信信号を整流する前記第2の整流回路の時定数よ
    りも大きい時定数をもつ第3の整流回路と、該第
    3の整流回路の出力をサンプルホールドする第3
    のサンプルホールド回路とを備え、前記第2のサ
    ンプルホールド回路の出力と前記第3のサンプル
    ホールド回路の出力とを比較し、その差電圧の大
    きさを判断することによつて、前記空中線の追尾
    動作の間隔を制御し、あるいは、追尾動作の停止
    を制御するようにしたことを特徴とする空中線自
    動追尾装置。
JP1786579A 1979-02-20 1979-02-20 Automatic antenna tracking apparatus Granted JPS55110969A (en)

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JP1786579A JPS55110969A (en) 1979-02-20 1979-02-20 Automatic antenna tracking apparatus

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JPS55110969A JPS55110969A (en) 1980-08-27
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0677140A (ja) * 1992-05-14 1994-03-18 Mitsubishi Electric Corp 気相結晶成長装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60185180A (ja) * 1984-03-03 1985-09-20 Fujitsu Ltd 追尾制御方式
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